油井管实物评价技术讲座课件

1、油井管发展历史简要回顾油井管技术标准综述油井管实物评价必要性及目的油井管实物评价技术发展历史油井管实物评价技术简要介绍小结内容提要1油井管发展历史简要回顾内容提要1油井管发展历史回顾国外（美国）油井管发展历史专利文献我国油井管发展历史油井管检验及失效分析2油井管发展历史回顾国外（美国）油井管发展历史21962年以前专利文献很多，很杂API SPEC 5B包含标准螺纹19621989年专利文献趋于集中对API标准螺纹性能研究1989年至今对API标准螺纹性能研究很少特殊螺纹进一步集中国外油井管发展历史31962年以前国外油井管发展历史370年代以前进口前苏联油井管采用苏联标准(GOST)7080

2、年代国产化开始（冶金部）采用苏联标准（套管设计方法）80年代1996年采用API标准特殊螺纹试验国产化起步国内油井管发展历史470年代以前国内油井管发展历史41996年2000年国产API螺纹油井管技术趋于成熟，质量欠稳定国产特殊螺纹接头开始起步进口油井管仅局限于特殊钢种和特殊螺纹接头2000年今国产API螺纹油井管技术成熟，质量逐步稳定特殊螺纹开发具有实质性进展，并开始批量使用特殊钢种国产化也开始起步51996年2000年5油井管发展历史简要回顾油井管技术标准综述油井管实物评价必要性及目的油井管实物评价技术发展历史油井管实物评价技术简要介绍小结内容提要6油井管发展历史简要回顾内容提要6油井管

3、技术标准综述油、套管技术标准包括API系列：API SPEC 5CT，API SPEC 5B，API RP 5C1，API BUL 5C2，API BUL 5C3，API BUL 5C4，API RP 5C5，API RP 5A3。国标及行标系列：GBT9252.2，GBT18052（5B），GBT19830（5CT） SYT5199（5A3）， SYT5989，SYT5990(国外套管订货技术条件），SY/T6194（5CT）， SYT6128（5C5）国际标准系列：ISO11960（5CT），ISO13678 （5A3）， ISO13679（5C5）7油井管技术标准综述油、套管技术标准包括

4、7钻具及构件技术标准包括API系列：API SPEC 5D，API SPEC 7，API RP 7A1国标及行标系列：GBT9253.1，SYT0544（内涂层） SYT5051（钻具稳定器），SYT5144（钻铤），SYT5146（加重钻杆），SYT5200（转换接头）， SYT5290（钻杆接头），SY/T5987（国外钻杆订货技术条件）， SYT5198（7A1），SYT6407（7）国际标准系列：ISO11961（5D），ISO13678（7A1）8钻具及构件技术标准包括8API SPEC 5CT（ ISO11960 ，GBT19830， SY/T6194）规定了油、套管及附件的交货技

5、术条件，为产品标准；API SPEC 5B（ GBT18052）规定了API螺纹参数及检验方法，保证油、套管的互换性；API RP 5C1规定了油、套管的维护和使用指南；API RP 5A3规定了螺纹脂的要求及检验方法；9API SPEC 5CT（ ISO11960 ，GBT19API BUL 5C3给出了油、套管的性能计算公式；API BUL 5C2给出了由API BUL 5C3公式计算出的油、套管的最低使用性能；API BUL 5C4给出了由API BUL 5C3公式计算出的圆螺纹油、套管在内压、拉伸和弯曲复合加载条件下的最低使用性能；API RP 5C5规定了油、套管接头的试验方法，结合

6、API RP 5A3要求，综合检验油、套管能否达到规定最低使用性能。API RP 5C5的第3版与ISO13679完全相同。10API BUL 5C3给出了油、套管的性能计算公式；10API SPEC 5D（ ISO11961）给出了钻杆规范；API SPEC 7 （SYT6407）给出了钻柱构件规范API RP 7A1（ ISO13678， SYT5198）给出了钻具螺纹脂规范SYT5051给出钻具稳定器规范，SYT5144（钻铤），SYT5146（加重钻杆），SYT5200（转换接头）， SYT5290（钻杆接头），11API SPEC 5D（ ISO11961）给出了钻杆规范；油井管发展

7、历史简要回顾油井管技术标准综述油井管实物评价必要性及目的油井管实物评价技术发展历史油井管实物评价技术简要介绍小结内容提要12油井管发展历史简要回顾内容提要12符合性与适用性不同检验与使用不同油井管柱设计验证及正确选择油井管质量控制保证油井管的使用性能实物评价必要性13符合性与适用性不同实物评价必要性131414西部某油田在下入日本某厂生产的API套管时，发生掉井事故，后对剩余套管取样，进行滑脱试验，结果发现，3个试样的平均滑脱载荷刚好达到规定值，其中两个试样的滑脱载荷未达到规定值。15西部某油田在下入日本某厂生产的API套管时，发生掉井事故，后 辽河油田80年代末90年代初出现了大面积的热采井

8、套损，通过对工况调查，制定了套管柱设计评价方案，对套管性能进行了评价。在众多的特殊螺纹接头中，选择了NSCC。在试验的19口井中，油井安全生产寿命（单井吞吐次数）至少比过去增加了3倍以上。 16 辽河油田80年代末90年代初出现了大面积的热采井柯深101井完钻井深6850米，目的层地层压力超过130兆帕，温度达到150，关井压力94兆帕，井口油压43.5兆帕，井身结构采用13-9-7-5。通过对7套管柱设计进行强度校核，并对拟选套管接头密封性进行全尺寸试验，提出了柯深101井用套管技术条件，保证了套管柱安全可靠性，取得了很好的效益。 类似例子还有：大北一井、依南4井、乌深一井等17柯深101井

9、完钻井深6850米，目的层地层压力超过130兆帕符合性与适用性统一油井管的正确选择油井管柱设计验证油井管质量控制实物评价目的18符合性与适用性统一实物评价目的18油井管发展历史简要回顾油井管技术标准综述油井管实物评价必要性及目的油井管实物评价技术发展历史油井管实物评价技术简要介绍小结内容提要19油井管发展历史简要回顾内容提要19API RP 5C5（油、套管接头评价方法）API RP 37 (1st)API RP 37 (2nd )API RP 5C5(1st)API RP 5C5 (2nd )1958年1980年1990年1996年试验周期缩短试验分级规定试样长度及组合试验方法细节增加试验项

10、目增加模拟井况针对美国南部 高压油气井 各油公司评价方法的优点20API RP 5C5（油、套管接头评价方法）API RP 390年代中期国际标准化组织着手制定油井管柱设计验证评价标准API RP 5C52002年底石油天然气工业-套管和油管试验程序ISO13679第1版密封包络线和强度包络线的概念推荐了特殊工艺井条件下的评价方法强化了不同井况条件下油、套管柱性能验证修改补充ISO13679演化2190年代中期国际标准化组织着手制定油井管柱设计验证评价标准A油井管发展历史简要回顾油井管技术标准综述油井管实物评价必要性及目的油井管实物评价技术发展历史油井管实物评价技术简要介绍小结内容提要22油井

11、管发展历史简要回顾内容提要22API RP 5C5 (ISO 13679) 接头试验CAL 1: 液体服役环境（最不苛刻的试验）无热循环3个试样CAL 2: 限制外压的气体/液体服役环境在135 C温度条件下承受5小时累积气体压力4个试样CAL 3:气体/液体服役环境在135 C温度条件下承受5小时累积气体压力6 个试样CAL 4:气体/液体服役环境（最苛刻的试验）在180 C温度条件下承受50小时累积气体压力弯曲8个试样23API RP 5C5 (ISO 13679) 接头试验C试样加工试样号试验目的上扣条件螺纹过盈 量密封过盈 量外螺纹锥 度内螺纹锥 度最终上、卸 扣1密封性能最小密封过盈

12、量高低缓陡最小2密封性能最大抬肩扭矩低低缓陡最大3密封性能最大机紧高高正常正常最大4密封面粘扣和密封性能最大密封过盈量低高陡缓最大5密封性能最小密封过盈量高低缓陡最小6螺纹粘扣和密封性能最小密封过盈量高低缓陡最大7密封面粘扣和密封性能最大密封过盈量低高陡缓最小8密封面粘扣和密封性能最大密封过盈量低高陡缓最小24试样加工试试验目的上扣条件螺纹过盈 量密封过外螺纹内螺纹最项目正（+）公差负（-）公差最大螺纹直径不限0.025mm(0.001in)最大密封直径不限0.025mm(0.001in)最小螺纹直径0.025mm(0.001in)不限最小密封直径0.025mm(0.001in)不限螺纹锥度最

13、大（陡）最小（缓）不限0.025mm/25.4mm(0.001in/1in)0.025mm/25.4mm(0.001in/1in)不限在整个螺纹上，都应按规定锥度公差加工。25项目正（+）公差负（-）公差最大螺纹直径不限0.025mm(试验流程26试验流程26上卸扣试验试样说明螺纹脂扭矩B端上、卸扣条件4级评价试验3级评价试验2级评价试验1级评价试验试样号公差A端螺纹密封面MUM/BFMUMUM/BFMU2-4级1级ABCLLABCLLBCLLBLLB端A端B端1HLMin.SLHHLLFMUFMUBCLP1BCLP1BCLP1BLP12LLLow SLHLHHHHRRGFMUACLP2ACL

14、P2BCLP6BLP63HHHigh SLHLHHHHRRGMBGBCLP3BCLP3BCLP3BLP34LHMax.SLHLHHHHMBGACLP4ACLP4BCLP55HLMin.SLHLHLHLRRGALP5ALP56HLMin.SLHLHHHHRRGBLP6BLP67LHMax.SLHLHLHLMBGALP78LHMax.SLHLHLHLMBGBLP8A、B端进行上、卸扣试验的试样总计A端上扣MU(only)8643B端抗粘扣上、卸扣MBG3111B端抗粘扣循环上、卸扣RRG4420B端最终上、卸扣FMU8643每个试验级别试样总数8643MU：上扣 L：厂家推荐最小值M/B：上、卸扣

15、 LL：极限载荷试验MBG：抗粘扣上、卸扣 SL由局部或整体密封接触压力决定的密封过盈量FMU：最终上扣 RRG：抗粘扣循环上、卸扣试验H：厂家推荐最大值对螺纹和接箍接头，所有A端必须和上述的B端几何外形相同，且应按7.2.2规定仅进行一次上扣。注： 所有整体连接螺纹接头标记为B端。27上卸扣试验试样说明螺纹脂扭矩B端上、4级评价试验3级评价试验A系列28A系列28B系列29B系列29c系列30c系列30极限加载试验31极限加载试验31总体方面 API RP 37的名称为接头设计验证（Proof-Test）的评价程序，API RP 5C5的名称为接头评价（Evaluation）程序，ISO13

16、679的名称为接头试验(Test)程序。由名称的变化可以看出，全尺寸试验的发展经历了设计验证、接头评价及性能检测三个阶段。由于ISO13679的附录给出了不同井况条件下接头性能评价程序，因此，该标准更加全面。由于侧重点的变化，API RP 37的试验没有分级别，API RP 5C5 和ISO13679对试验进行了分级，而且API RP 5C5的分级更详细。API RP 37和 API RP 5C5强调实验结果，而ISO13679须具有结论性的语言。32总体方面 API RP 37的名称为接头设计验证（Proof试样方面 API RP 37第1版要求12根试样，并考虑高钢级、大壁厚及极限公差情况

17、。API RP 37第2版要求18根试样，考虑标准符合性及极限公差情况。API RP 5C5按照评价级别的高低，依次要求3、12、24、27根试样，并给出了各种组合试样加工公差。ISO13679按照评价级别的高低，依次要求8、6、4、3根试样，并给出了各种组合试样加工公差。试样的数量不断减少，而加工公差不断明晰化，试样组合覆盖了整个产品在使用过程中可能发生的情况。 33试样方面 API RP 37第1版要求12根试样，并考虑高钢上、卸扣试验 API RP 37要求首先通过试验确定最大和最小上扣扭矩。第1版要求油管在最小上扣扭矩条件下能够承受20次上、卸扣，对套管没有要求。第2版要求在最小上扣扭

18、矩条件下油管能够承受10次上、卸扣，而套管能够承受3次上、卸扣。API RP 5C5要求制造商提供上扣扭矩，并要求在最大上扣扭矩条件下油管能够承受9次上、卸扣，套管承受2次上、卸扣。ISO13679对上、卸扣试验做出了更详细的规定，除API RP 5C5规定上、卸扣试验外，增加了轮换组合条件下的上、卸扣试验，要求在最大上扣扭矩条件下油管能够承受4次上、卸扣，套管承受2次上、卸扣。由此可以看出，确保油、套管的使用性能，是上、卸扣试验发展的趋势。34上、卸扣试验 API RP 37要求首先通过试验确定最大和密封试验 API RP 37第1版主要试验项目有：静水压、静气压、水压拉伸、规定压力下的热循环和外压试验。 第2版增加了内压压缩、内压压缩弯曲、内压拉伸弯曲、外压拉伸、外压拉伸弯曲，其热循环试验最高温度由180F增加到325F，载荷条件由单纯的内压改为内压拉伸。 API RP 5C5主要试验项目有：气压循环、压力热循环、压缩内外压循环，内压拉伸条件下的热循环，拉伸内压循环，拉伸内外压循环及米赛思应力圆的一、二象限加载试验。 ISO13679主要试验项目有：拉伸压缩内外压循环，即米赛思应力圆加载试验、拉伸压缩内压弯曲及内压拉伸条件下的热循环。 ISO13679含盖了API RP 37 和API RP 5C5的所有试验，更加注重